Componenti del moderno riscaldamento domestico. Moderni sistemi di riscaldamento

La scelta giusta, una progettazione competente e un'installazione di alta qualità di un sistema di riscaldamento sono la chiave per il calore e il comfort in casa durante la stagione di riscaldamento. Il riscaldamento deve essere di alta qualità, affidabile, sicuro ed economico. Per scegliere il giusto sistema di riscaldamento, è necessario familiarizzare con i tipi, le caratteristiche di installazione e il funzionamento dei dispositivi di riscaldamento. È anche importante considerare la disponibilità e il costo del carburante.

Tipologie di moderni sistemi di riscaldamento

Un sistema di riscaldamento è un complesso di elementi utilizzati per riscaldare una stanza: una fonte di calore, tubazioni, dispositivi di riscaldamento. Il calore viene trasferito utilizzando un liquido di raffreddamento: un mezzo liquido o gassoso: acqua, aria, vapore, prodotti della combustione del carburante, antigelo.

I sistemi di riscaldamento degli edifici devono essere selezionati in modo tale da ottenere la massima qualità di riscaldamento mantenendo un'umidità dell'aria confortevole per l'uomo. A seconda del tipo di liquido di raffreddamento, si distinguono i seguenti sistemi:

• aria;
• acqua;
• vapore;
• elettrico;
• combinato (misto).

I dispositivi di riscaldamento per impianti di riscaldamento sono:

• convettivo;
• radiante;
• combinato (convettivo-radiante).

Schema di un impianto di riscaldamento a circolazione forzata a due tubi

Come fonte di calore è possibile utilizzare:

• carbone;
• legna da ardere;
• elettricità;
• bricchetti – torba o legno;
• energia dal sole o da altre fonti alternative.

L'aria viene riscaldata direttamente dalla fonte di calore senza l'uso di un refrigerante intermedio liquido o gassoso. Gli impianti vengono utilizzati per il riscaldamento di piccole abitazioni private (fino a 100 mq). L'installazione di un riscaldamento di questo tipo è possibile sia durante la costruzione di un edificio che durante la ricostruzione di quello esistente. La fonte di calore è una caldaia, un elemento riscaldante o un bruciatore a gas. La particolarità del sistema è che non è solo riscaldamento, ma anche ventilazione, poiché viene riscaldata l'aria interna della stanza e l'aria fresca proveniente dall'esterno. I flussi d'aria entrano attraverso un'apposita griglia di aspirazione, vengono filtrati, riscaldati in uno scambiatore di calore, dopodiché attraversano i condotti dell'aria e si distribuiscono nell'ambiente.

I livelli di temperatura e ventilazione sono controllati tramite termostati. I moderni termostati consentono di preimpostare un programma di variazioni di temperatura a seconda dell'ora del giorno. I sistemi funzionano anche in modalità condizionamento. In questo caso, i flussi d'aria vengono diretti attraverso i refrigeratori. Se non è necessario riscaldare o raffreddare la stanza, il sistema funziona come un sistema di ventilazione.

Schema del dispositivo di riscaldamento dell'aria in una casa privata

L'installazione del riscaldamento dell'aria è relativamente costosa, ma il vantaggio è che non è necessario riscaldare il liquido di raffreddamento intermedio e i radiatori, con un conseguente risparmio di carburante di almeno il 15%.

Il sistema non si congela, risponde rapidamente ai cambiamenti di temperatura e riscalda la stanza. Grazie ai filtri, l'aria entra nei locali già purificata, riducendo il numero di batteri patogeni e contribuendo a creare condizioni ottimali per il mantenimento della salute delle persone che vivono in casa.

Lo svantaggio del riscaldamento dell'aria è che l'aria secca e brucia l'ossigeno. Il problema può essere facilmente risolto installando un umidificatore speciale. Il sistema può essere migliorato per risparmiare denaro e creare un microclima più confortevole. Pertanto, il recuperatore riscalda l'aria in entrata a scapito dell'aria espulsa all'esterno. Ciò consente di ridurre i costi energetici per il riscaldamento.

È possibile un'ulteriore pulizia e disinfezione dell'aria. Per fare questo, oltre al filtro meccanico incluso nella confezione, vengono installati filtri fini elettrostatici e lampade ultraviolette.

Riscaldamento ad aria con apparecchi aggiuntivi

Riscaldamento dell'acqua

Questo è un sistema di riscaldamento chiuso; utilizza acqua o antigelo come refrigerante. L'acqua viene fornita attraverso tubi dalla fonte di calore ai radiatori del riscaldamento. Nei sistemi centralizzati, la temperatura viene regolata nel punto di riscaldamento e nei sistemi individuali - automaticamente (utilizzando termostati) o manualmente (con rubinetti).

Tipologie di sistemi idrici

A seconda del tipo di connessione dei dispositivi di riscaldamento, i sistemi sono suddivisi in:

• monotubo,
• due tubi,
• bifilare (due forni).

Secondo il metodo di cablaggio, si distinguono:

• superiore;
• inferiore;
• verticale;
• sistema di riscaldamento orizzontale.

Negli impianti monotubo gli apparecchi riscaldanti sono collegati in serie. Per compensare la perdita di calore che si verifica quando l'acqua passa in sequenza da un radiatore all'altro, vengono utilizzati dispositivi di riscaldamento con diverse superfici di trasferimento del calore. Ad esempio, è possibile utilizzare batterie in ghisa con un numero elevato di sezioni. Nei sistemi a due tubi viene utilizzato uno schema di collegamento parallelo che consente l'installazione di radiatori identici.

La modalità idraulica può essere costante o variabile. Nei sistemi bifilari, i dispositivi di riscaldamento sono collegati in serie, come in quelli monotubo, ma le condizioni per il trasferimento di calore dei radiatori sono le stesse di quelli a due tubi. Come dispositivi di riscaldamento vengono utilizzati convettori, radiatori in acciaio o ghisa.

Schema di riscaldamento dell'acqua a due tubi di una casa di campagna

Vantaggi e svantaggi

Il riscaldamento dell'acqua è diffuso a causa della disponibilità di liquido refrigerante. Un altro vantaggio è la possibilità di installare un sistema di riscaldamento con le proprie mani, importante per i nostri connazionali che sono abituati a fare affidamento solo sulle proprie forze. Tuttavia, se il budget non consente di risparmiare, è meglio affidare la progettazione e l'installazione del riscaldamento a specialisti.

Ciò ti salverà da molti problemi in futuro: perdite, scoperte, ecc. Svantaggi: congelamento del sistema quando spento, molto tempo per riscaldare i locali. Requisiti speciali sono posti al liquido di raffreddamento. L'acqua negli impianti deve essere priva di impurità estranee, con un contenuto minimo di sali.

Per riscaldare il liquido di raffreddamento è possibile utilizzare qualsiasi tipo di caldaia: combustibile solido, liquido, gas o elettricità. Molto spesso vengono utilizzate caldaie a gas, che richiedono il collegamento alla linea principale. Se ciò non è possibile, vengono solitamente installate caldaie a combustibile solido. Sono più economici dei modelli che funzionano con elettricità o combustibile liquido.

Nota! Gli esperti consigliano di selezionare una caldaia in base a una potenza di 1 kW per 10 metri quadrati. Queste cifre sono indicative. Se l'altezza del soffitto è superiore a 3 m, la casa ha grandi finestre, ci sono ulteriori consumatori o le stanze non sono ben isolate, tutte queste sfumature devono essere prese in considerazione nei calcoli.

Sistema di riscaldamento domestico chiuso

In conformità con SNiP 2.04.05-91 "Riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria", l'uso di sistemi a vapore è vietato negli edifici residenziali e pubblici. Il motivo è la pericolosità di questo tipo di riscaldamento degli ambienti. Gli apparecchi di riscaldamento raggiungono temperature di quasi 100°C che possono provocare ustioni.

L'installazione è complessa, richiede competenze e conoscenze speciali; durante il funzionamento sorgono difficoltà nella regolazione del trasferimento di calore; quando si riempie il sistema con vapore, è possibile il rumore. Oggi il riscaldamento a vapore viene utilizzato in misura limitata: in locali industriali e non residenziali, negli attraversamenti pedonali e nei punti di riscaldamento. I suoi vantaggi sono il costo relativo basso, la bassa inerzia, gli elementi riscaldanti compatti, l'elevato trasferimento di calore e l'assenza di perdite di calore. Tutto ciò portò alla popolarità del riscaldamento a vapore fino alla metà del XX secolo; successivamente fu sostituito dal riscaldamento ad acqua. Tuttavia, nelle imprese in cui il vapore viene utilizzato per esigenze di produzione, è ancora ampiamente utilizzato per il riscaldamento dei locali.

Caldaia per riscaldamento a vapore

Riscaldamento elettrico

Questo è il tipo di riscaldamento più affidabile e facile da usare. Se la superficie della casa non supera i 100 m2, l'elettricità è una buona opzione, ma riscaldare un'area più grande non è economicamente vantaggioso.

Il riscaldamento elettrico può essere utilizzato come riscaldamento aggiuntivo in caso di arresto o riparazione del sistema principale. Questa è una buona soluzione anche per le case di campagna in cui i proprietari vivono solo periodicamente. Come fonti di calore aggiuntive vengono utilizzati termoventilatori elettrici, infrarossi e olio.

Come dispositivi di riscaldamento vengono utilizzati convettori, caminetti elettrici, caldaie elettriche e cavi elettrici per pavimenti riscaldati. Ogni tipo ha i suoi limiti. Pertanto i convettori riscaldano gli ambienti in modo non uniforme. I caminetti elettrici sono più adatti come elemento decorativo e il funzionamento delle caldaie elettriche richiede un consumo energetico significativo. I pavimenti caldi vengono installati tenendo conto preventivamente del progetto di disposizione dei mobili, perché spostandoli si potrebbe danneggiare il cavo di alimentazione.

Schema del riscaldamento tradizionale ed elettrico degli edifici

Sistemi di riscaldamento innovativi

Un discorso a parte meritano i sistemi di riscaldamento innovativi, che stanno diventando sempre più popolari. Il più comune:

• pavimenti a infrarossi;
• pompe di calore;
• collettori solari.

Pavimenti a infrarossi

Questi sistemi di riscaldamento sono comparsi sul mercato solo di recente, ma sono già diventati molto popolari grazie alla loro efficienza e alla maggiore redditività rispetto al riscaldamento elettrico convenzionale. I pavimenti riscaldati sono alimentati dall'elettricità e sono installati nel massetto o nel collante per piastrelle. Gli elementi riscaldanti (carbonio, grafite) emettono onde dello spettro infrarosso, che attraversano il rivestimento del pavimento, riscaldano i corpi e gli oggetti delle persone e da essi, a loro volta, l'aria viene riscaldata.

I tappetini e la pellicola in carbonio autoregolanti possono essere installati sotto le gambe dei mobili senza timore di danni. I pavimenti “intelligenti” regolano la temperatura grazie a una proprietà speciale degli elementi riscaldanti: quando surriscaldati, la distanza tra le particelle aumenta, la resistenza aumenta e la temperatura diminuisce. Il consumo energetico è relativamente basso. Quando i pavimenti a infrarossi sono accesi, il consumo energetico è di circa 116 watt per metro lineare, dopo il riscaldamento diminuisce a 87 watt. Il controllo della temperatura è assicurato da termostati, che riducono i costi energetici del 15-30%.

I tappetini in carbonio a infrarossi sono convenienti, affidabili, economici e facili da installare

Pompe di calore

Si tratta di dispositivi per trasferire l'energia termica da una fonte a un liquido di raffreddamento. L’idea di un sistema a pompa di calore in sé non è nuova; fu proposta da Lord Kelvin nel lontano 1852.

Come funziona: Una pompa di calore geotermica preleva il calore dall'ambiente e lo cede all'impianto di riscaldamento. I sistemi possono anche funzionare per raffreddare gli edifici.

Principio di funzionamento di una pompa di calore

Esistono pompe a ciclo aperto e a ciclo chiuso. Nel primo caso gli impianti prelevano acqua da un corso d'acqua sotterraneo, la trasferiscono all'impianto di riscaldamento, sottraggono energia termica e la restituiscono al punto di raccolta. Nella seconda, attraverso speciali tubi nel serbatoio viene pompato un liquido refrigerante che trasferisce/prende calore dall'acqua. La pompa può utilizzare l'energia termica dell'acqua, della terra, dell'aria.

Il vantaggio dei sistemi è che possono essere installati in case non collegate alla fornitura di gas. Le pompe di calore sono complesse e costose da installare, ma consentono di risparmiare sui costi energetici durante il funzionamento.

La pompa di calore è progettata per sfruttare il calore ambientale negli impianti di riscaldamento

Collettori solari

Gli impianti solari sono sistemi per raccogliere l'energia termica dal sole e trasferirla a un liquido di raffreddamento

Come refrigerante è possibile utilizzare acqua, olio o antigelo. Il progetto prevede riscaldatori elettrici aggiuntivi che si accendono se l'efficienza dell'impianto solare diminuisce. Esistono due tipi principali di collettori: piatti e sottovuoto. Quelli piani hanno un assorbitore con rivestimento trasparente e isolamento termico. Nei sistemi a vuoto questo rivestimento è multistrato; il vuoto viene creato in collettori ermeticamente chiusi. Ciò consente di riscaldare il liquido di raffreddamento fino a 250-300 gradi, mentre le installazioni piatte possono riscaldarlo solo fino a 200 gradi. I vantaggi delle installazioni includono facilità di installazione, peso ridotto e efficienza potenzialmente elevata.

Esiste però un “ma”: l’efficienza del collettore solare dipende troppo dalla differenza di temperatura.

Collettore solare nell'approvvigionamento di acqua calda e nel sistema di riscaldamento della casa Il confronto dei sistemi di riscaldamento mostra che non esiste un metodo di riscaldamento ideale

I nostri compatrioti preferiscono ancora molto spesso il riscaldamento dell'acqua. Di solito sorgono dubbi solo su quale specifica fonte di calore scegliere, come collegare al meglio la caldaia all'impianto di riscaldamento, ecc. Eppure non esistono ricette già pronte adatte a tutti. È necessario valutare attentamente i pro e i contro e tenere conto delle caratteristiche dell'edificio per il quale viene selezionato il sistema. In caso di dubbio, dovresti consultare uno specialista.

Video: tipologie di sistemi di riscaldamento

> Documentazione I moderni sistemi di fornitura di calore (HSS) sono sistemi tecnici piuttosto complessi con un numero significativo di elementi che variano nel loro scopo funzionale. caratteristica. Il lavoro ha selezionato i principali indicatori dei sistemi di fornitura di calore e di gas, che hanno permesso di comprovare gli schemi ottimali di fornitura di calore per il microdistretto. Viene fornita un'analisi dei principali fattori che influenzano il funzionamento del sistema di fornitura di calore. Vengono fornite raccomandazioni per la scelta del sistema di fornitura di calore ottimale. La Russia ha ereditato dall’URSS un elevato livello di fornitura di calore centralizzata. Allo stesso tempo è stata garantita la produzione combinata di calore ed elettricità. I prodotti della combustione sono stati efficacemente puliti e dispersi. Ma allo stesso tempo, i sistemi centralizzati di fornitura di calore esistenti presentano notevoli inconvenienti. Questi includono il surriscaldamento degli edifici durante il periodo di transizione, grandi perdite di calore dalle tubazioni e la disconnessione dei consumatori durante i lavori di manutenzione. Lo stato dei sistemi di fornitura di calore in Russia è critico. Il numero di incidenti nelle reti di riscaldamento è quintuplicato rispetto al 1991 (2 incidenti ogni 1 km di reti di riscaldamento). Dei 136mila km di reti di riscaldamento, 29mila km sono in rovina. Le perdite di calore durante il trasporto del refrigerante raggiungono il 65%. Cioè, una tonnellata su cinque di combustibile standard viene utilizzata per riscaldare l’atmosfera e il suolo. La riduzione dei finanziamenti e la scarsa qualità dei servizi di trasferimento stanno peggiorando la situazione. Esiste una contraddizione, che risiede nel fatto che i produttori includono nelle tariffe le perdite di calore in eccesso e richiedono il pagamento per il calore prodotto, piuttosto che per quello consumato. Inoltre, i consumatori devono pagare in base all'area dell'ambiente riscaldato, ovvero indipendentemente dalla quantità e dalla qualità del liquido di raffreddamento. Attualmente c’è un grandissimo interesse per la fornitura di calore decentralizzata. Ciò è dovuto alla comparsa sul mercato di un'ampia varietà di piccole caldaie automatizzate di produzione estera e nazionale, funzionanti in modalità automatica e al fatto che il gas viene utilizzato come combustibile in tali sistemi. In tali condizioni, diventano competitivi con le fonti centralizzate, che sono centrali termiche e grandi caldaie. In Russia sono in funzione diverse dozzine di edifici a più piani con riscaldamento appartamento per appartamento fino a cinque piani. Il numero di piani è limitato dalle attuali norme edilizie. A titolo sperimentale, il Comitato statale per l'edilizia e la Direzione principale per la promozione del Ministero degli affari interni della Federazione Russa hanno consentito la costruzione di edifici di 9-14 piani con riscaldamento autonomo nelle regioni di Smolensk, Mosca, Tyumen e Saratov. Quando si utilizzano caldaie murali con focolare chiuso, è necessario garantire l'apporto d'aria non solo per la combustione, ma anche per un triplo ricambio d'aria nella zona cucina, dove, di regola, sono installate. La rimozione del fumo durante la fornitura di calore appartamento per appartamento è associata alla costruzione di condotti di scarico esterni ed interni in metallo resistente alla corrosione con isolamento termico che impedisce la formazione di condensa durante il funzionamento periodico dei generatori di calore durante il periodo di transizione della stagione di riscaldamento. Negli edifici a molti piani, i problemi di tiraggio sorgono ai piani inferiori (tiraggio più alto) e ai piani superiori (tiraggio debole). Quando si utilizza la fornitura di calore decentralizzata, gli scantinati e le scale non vengono riscaldati, il che porta al congelamento delle fondamenta e ad una diminuzione della durata dell'edificio nel suo complesso. I residenti degli appartamenti situati nella parte centrale possono riscaldarsi a spese dei proprietari degli appartamenti circostanti. Viene creato un certo tipo di “parassita energetico”. I parametri ambientali delle caldaie murali sono normali e il tasso di emissione di NOx varia da 30 a 40 mg/(kWh). Allo stesso tempo, le caldaie murali hanno emissioni di prodotti della combustione disperse in una zona residenziale ad un'altezza relativamente bassa dei camini, che hanno un impatto significativo sulla situazione ambientale, inquinando l'aria in una zona residenziale. In relazione agli svantaggi e ai vantaggi sopra menzionati dei sistemi di fornitura di calore centralizzati e autonomi, sorge immediatamente la domanda: dove e in quali casi è più appropriata la fornitura di calore autonoma e in quali è centralizzata? Dopo aver raccolto tutte le informazioni necessarie, è stato effettuato un confronto tra quattro opzioni per i sistemi di fornitura di calore utilizzando l'esempio del microdistretto di Kurkino a Mosca. Allo stesso tempo, in tutti gli appartamenti sono installate stufe elettriche. Opzione I: fornitura di calore centralizzata dalle caldaie. Opzione II - fornitura di calore centralizzata da AIT (fonti di calore autonome). Opzione III: fornitura di calore decentralizzata da locali caldaie sul tetto. Opzione IV: fornitura di calore appartamento per appartamento. Nella prima opzione, è stato sviluppato un sistema di fornitura di calore centralizzato, in cui la fonte di calore è un locale caldaia, da cui viene fornita una rete di riscaldamento a due tubi al punto di riscaldamento centrale e, dopo il punto di riscaldamento centrale, una rete a quattro tubi impianto per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda. In questo caso, il gas viene fornito al locale caldaia. Nella quarta opzione, nell'appartamento è installata una fonte di calore locale, che garantisce la fornitura di liquido di raffreddamento ai sistemi di riscaldamento e di fornitura di acqua calda. Questo schema propone un sistema di fornitura di gas a 2 stadi. 1° stadio – gasdotto a media pressione, che viene posato all'interno del blocco (in ogni casa è installato un punto di controllo dell'armadio). 2a fase – gasdotti interni a bassa pressione (il gas viene fornito solo a una fonte di calore locale). La seconda e la terza opzione sono intermedie tra la prima e la quarta. Nel secondo caso, come fonte di calore viene utilizzata l'AIT (fonte autonoma di calore), dalla quale viene fornito un impianto a due tubi dall'AIT all'IHP (punto di riscaldamento individuale), e dall'IHP c'è un quattro-tubi installazione di tubi per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda. In questo caso, il gas viene fornito alle AHS (fonti di calore autonome) attraverso gasdotti a media pressione. Nel terzo caso, come fonte di calore vengono utilizzate caldaie sul tetto di potenza relativamente bassa (da 300 a 1000 kW), che si trovano direttamente sul tetto dell'edificio e soddisfano il fabbisogno di calore per riscaldamento, ventilazione e acqua calda fornitura. Il gasdotto al locale caldaia viene fornito apertamente attraverso la parete esterna dell'edificio in punti convenienti per la manutenzione ed escludono la possibilità di danni. Le opzioni per i sistemi di fornitura di calore sono presentate in Fig. 1. Le decisioni tecniche sulla fornitura di calore basate su diverse opzioni dovrebbero essere prese sulla base di calcoli tecnici ed economici, la cui opzione ottimale si trova confrontando le possibili soluzioni. L'opzione di fornitura di calore più costosa è la prima: fornitura di calore centralizzata dal locale caldaia. Con un sistema del genere, la maggior parte dei costi ricadono sulle reti di riscaldamento, tenendo conto dei punti di riscaldamento centralizzati, che ammontano al 63,8% del costo totale dell'intero sistema. Di questi la sola posa delle reti di riscaldamento rappresenta l'84,5%. Il costo della fonte di calore stessa è del 34,7%; la quota delle reti del gas, tenendo conto delle stazioni di fratturazione idraulica e di distribuzione del gas, rappresenta l'1,6% dell'importo totale del sistema. La quarta opzione (con fornitura di calore appartamento per appartamento) è solo il 4,2% più economica della prima (Fig. 2). Ciò significa che possono essere accettati come intercambiabili. Se nella prima opzione la maggior parte dei costi sono costituiti dalle reti di riscaldamento, allora con la fornitura di calore appartamento per appartamento - la fonte di calore, cioè le caldaie murali - il 62,14% del costo totale del sistema come Totale. Inoltre, con la fornitura di calore appartamento per appartamento, aumentano i costi di posa delle reti del gas. Ci sono altre due opzioni a cui vale la pena prestare attenzione. Si tratta di caldaie sul tetto e unità di riscaldamento automatiche. Da un punto di vista economico, l'opzione più redditizia è la seconda opzione, ovvero la fornitura di calore centralizzata da AIT (fonti di calore autonome). In questa opzione, la maggior parte dei costi ricadono sulle reti di riscaldamento, tenendo conto dell'ITP, che ammonta al 67,3% del costo totale dell'intero sistema. Di questo, le stesse reti di riscaldamento rappresentano il 20,3%, il restante 79,7% - per ITP. Il costo della fonte di calore è pari al 26%; la quota delle reti gas, tenendo conto delle centrali di fratturazione idraulica e di distribuzione del gas, rappresenta il 6,7% del totale del sistema. I costi di posa dei tubi del sistema di fornitura di calore dipendono dalla lunghezza delle reti di riscaldamento. Di conseguenza, avvicinare una fonte di calore alimentata a gas al consumatore installando generatori di calore collegati, integrati, sul tetto e individuali ridurrà significativamente i costi di sistema. Inoltre, le statistiche mostrano che la maggior parte dei guasti del sistema di fornitura di calore centralizzato si verificano nelle reti di calore, il che significa che la riduzione della lunghezza delle reti di calore comporterà un aumento dell'affidabilità del sistema di fornitura di calore nel suo insieme. Poiché la fornitura di calore in Russia è di grande importanza sociale, aumentarne l'affidabilità, la qualità e l'efficienza è il compito più importante. Eventuali interruzioni nella fornitura di energia termica alla popolazione e ad altri consumatori hanno un impatto negativo sull’economia del Paese e aumentano la tensione sociale. Nell’attuale situazione di tensione è necessario introdurre tecnologie a risparmio di risorse. Inoltre, per aumentare l'affidabilità delle condotte termiche posate, è necessario utilizzare tubi senza condotto preisolati con isolamento in schiuma di poliuretano in una guaina di polietilene (“tubo in tubo”). L'essenza della riforma dell'edilizia abitativa e dei servizi comunali non dovrebbe essere l'aumento delle tariffe, ma la regolamentazione dei diritti e degli obblighi del consumatore e del produttore di calore. È necessario concordare questioni normative e sviluppare un quadro di regolamentazione tecnologica. Devono essere create tutte le condizioni per attrarre gli investimenti dal punto di vista economico. Riso. 1. Schemi schematici dei sistemi di fornitura di calore Fig. 2. Programma di riduzione dei costi Letteratura 1. Economia della fornitura di calore, gas e ventilazione: libro di testo. per le università / L. D. Boguslavsky, A. A. Simonova, M. F. Mitin. – 3a ed., riveduta. e aggiuntivi – M.: Stroyizdat, 1988. - 351 p. 2. Ionin A. A. et al. Fornitura di calore. – M.: Stroyizdat, 1982. - p. 336. Atti della conferenza scientifica e tecnica internazionale “Fondamenti teorici della fornitura e della ventilazione di calore e gas”, 23 – 25 novembre 2005, MGSU L'articolo discute le questioni relative all'ottimizzazione dei parametri di funzionamento di un sistema di fornitura di calore utilizzando metodi exergetici. Questi metodi includono il metodo della termoeconomia, che combina componenti termodinamiche ed economiche dell'analisi dei sistemi. I modelli ottenuti a seguito dell'applicazione di questo metodo consentono di ottenere parametri ottimali per il funzionamento del sistema di fornitura di calore in base alle influenze esterne. I moderni sistemi di fornitura di calore (HSS) sono sistemi tecnici piuttosto complessi con un numero significativo di elementi che variano nel loro scopo funzionale. Caratteristico di loro è la comunanza del processo tecnologico di produzione di vapore o acqua calda in una caldaia utilizzando l'energia rilasciata dalla combustione di combustibili fossili. Ciò consente in vari modelli economici e matematici di tenere conto solo del risultato finale del funzionamento del sistema di riscaldamento: la fornitura di calore Qpot al consumatore in indicatori termici o di costo e di considerare i costi di produzione e trasporto del calore come i principali fattori che determinano il valore di Qpot: consumo di carburante, elettricità e altri materiali, salari, ammortamento e riparazione di attrezzature, ecc. Una revisione dei metodi di analisi termodinamica ci consente di concludere che è consigliabile ottimizzare i parametri operativi di STS utilizzando metodi exergetici . Questi metodi includono il metodo della termoeconomia, che combina con successo sia le componenti termodinamiche che quelle economiche dell'analisi STS. L'idea principale del metodo termoeconomia è quella di utilizzare, per valutare i cambiamenti che si verificano nel sistema energetico, alcune caratteristiche termodinamiche generalizzate che garantiscono l'effetto benefico finale. Considerando che l'energia può essere trasferita nell'HTS sia sotto forma di calore che sotto forma di lavoro meccanico, è stata scelta l'exergia come caratteristica termodinamica generalizzata. L'exergia termica è da intendersi come il lavoro che si può ottenere in un ciclo diretto reversibile quando una certa quantità di calore Qh viene ceduta da una fonte di calore a temperatura Th all'ambiente a temperatura Toc: dove hT è il rendimento termico di un ciclo diretto reversibile. Quando si utilizza il metodo termoeconomico, vengono analizzati i cambiamenti che si verificano nel flusso exergetico principale, il che garantisce un effetto finale utile (nel caso dell'analisi STS, exergia dell'aria interna). Allo stesso tempo, vengono considerate e prese in considerazione le perdite exergetiche derivanti durante la trasmissione e la conversione dell'energia nei singoli elementi dell'STS, nonché i costi economici associati al funzionamento degli elementi corrispondenti dell'STS, la cui presenza è determinato dallo schema selezionato. L'analisi delle variazioni subite solo dal flusso exergetico principale, che fornisce un utile effetto finale, consente di presentare il modello termoeconomico dell'STS sotto forma di un numero di zone separate collegate in serie. Ciascuna zona è un gruppo di elementi relativamente indipendenti all'interno del sistema. Una rappresentazione così linearizzata dello schema tecnologico dell'STS semplifica notevolmente tutti gli ulteriori calcoli escludendo dalla considerazione le singole connessioni tecnologiche. Pertanto, il metodo della termoeconomia, compreso il modello termoeconomico dell'STS, consente di ottimizzare i parametri operativi dell'STS. Sulla base del metodo della termoeconomia, è in fase di sviluppo un modello termoeconomico di STS, il cui diagramma schematico è mostrato in Fig. 1, dove un sistema di riscaldamento dell'acqua con circolazione artificiale dell'acqua è collegato alla rete di riscaldamento secondo un circuito indipendente. Riso. 1. Diagramma schematico dell'STS In Fig. La Figura 1 indica gli elementi STS presi in considerazione nello sviluppo del modello: 11 - pompa (compressore) con motore elettrico per la fornitura di combustibile alla caldaia; 12 – scambiatore di calore (caldaia); 13 – pompa di rete con motore elettrico per garantire la circolazione dell'acqua nella rete di riscaldamento; 14 - tubo di calore di alimentazione; 15 - tubo di calore di ritorno; 211 – scambiatore di calore acqua-acqua del punto di riscaldamento locale; 221 – pompa di circolazione dell'impianto di riscaldamento locale con motore elettrico; 212 – scaldabagno; 222 – pompa acqua di sorgente con motore elettrico; 232 – pompa di carica con motore elettrico; 31 - dispositivi di riscaldamento. Quando si costruisce un modello termoeconomico dell'STS, la funzione del costo energetico viene utilizzata come funzione obiettivo. I costi energetici, direttamente correlati alle caratteristiche termodinamiche del sistema, determinano, tenendo conto dell'exergia, il costo di tutti i flussi di materia ed energia che entrano nel sistema in esame. Inoltre, per semplificare le espressioni risultanti, vengono fatte le seguenti ipotesi: · non viene presa in considerazione la variazione delle perdite di carico nelle tubazioni di calore durante il trasporto del liquido di raffreddamento. Le perdite di carico nei tubi e negli scambiatori di calore sono considerate costanti e indipendenti dalla modalità operativa; · le perdite di energia che si verificano nei tubi di calore ausiliari (tubi nel locale caldaia) e nei tubi di calore dell'impianto di riscaldamento (tubi interni) a seguito dello scambio di calore tra il liquido di raffreddamento e l'ambiente sono considerate costanti, indipendentemente dalla modalità operativa del riscaldamento sistema; · le perdite exergetiche causate da perdite d'acqua dalla rete sono considerate costanti, indipendentemente dalla modalità di funzionamento dell'STS; · non si tiene conto dello scambio termico del fluido di lavoro con l'ambiente che avviene nella caldaia, nei serbatoi ad uso vario (decarbonizzatori, serbatoi di accumulo) e negli scambiatori di calore attraverso la loro superficie esterna bagnata dall'aria; · il riscaldamento del liquido di raffreddamento mediante trasferimento di calore aggiuntivo dai gas di scarico allo stesso, nonché il riscaldamento dell'aria che entra nel forno con il calore dei gas di scarico, nel caso in esame non sono ottimizzati. Si ritiene che la parte principale del calore dei gas di scarico venga utilizzata per riscaldare l'acqua di alimentazione o di rete nell'economizzatore. La restante parte del calore dei fumi viene ceduto in atmosfera, mentre la temperatura dei fumi di scarico Tyg nel funzionamento a regime della caldaia è assunta pari a 140 °C; · Il riscaldamento dell'acqua pompata nelle pompe non viene preso in considerazione. Tenendo conto dei punti di partenza indicati e delle ipotesi formulate, il modello termoeconomico dell'STS, il cui diagramma di principio è mostrato in Fig. 1, può essere rappresentato sotto forma di tre zone collegate in serie mostrate in Fig. 2 e limitato dalla superficie di controllo. La zona 1 combina una pompa (compressore) con un motore elettrico per fornire carburante alla caldaia 11, uno scambiatore di calore (caldaia) 12, una pompa di rete con un motore elettrico per fornire liquido di raffreddamento ai consumatori 13, mandata 14 e ritorno 15 tubi di calore . La zona 2(1) comprende uno scambiatore di calore acqua-acqua del punto di riscaldamento locale 211 e una pompa di circolazione con un motore elettrico 221, e la zona 2(2) comprende uno scaldabagno 212, una pompa dell'acqua grezza con un motore elettrico motore 222 e una pompa di reintegro con un motore elettrico 232. Le zone 2(1 ) e 2(2) rappresentano una connessione parallela di singoli elementi del modello termoeconomico di un STS multiuso, fornendo fornitura di calore a oggetti con temperature diverse . La zona 3 comprende dispositivi di riscaldamento 31. L'energia viene fornita da una fonte esterna attraverso la superficie di controllo a varie zone del modello termoeconomico dell'STS: e11 - per azionare il motore elettrico della pompa del carburante (compressore); e13 - per azionare il motore elettrico della pompa di rete; e22(1) - per azionare il motore elettrico della pompa di circolazione; e22(2) - per azionare il motore elettrico della pompa dell'acqua grezza; e23(2) - per azionare il motore elettrico della pompa di carica. Il prezzo dell’exergia fornita da una fonte esterna, cioè dell’energia elettrica, è noto ed è pari a Tsel. L'uguaglianza tra energia elettrica ed exergia si spiega con il fatto che l'energia elettrica può essere completamente convertita in qualsiasi altro tipo di energia. Il carburante viene fornito da una fonte esterna, il cui consumo è vt e il prezzo è Ct. Poiché i processi termici occupano il posto principale nel funzionamento dell'STS, le variabili da ottimizzare sono quelle che consentono di sviluppare un modello termoeconomico dell'STS e fornire una determinazione relativamente semplice delle condizioni di temperatura per i processi che hanno luogo nell'STS. STS. Quando si risolve il problema dell'ottimizzazione statica dell'STS, tenendo conto delle ipotesi fatte e delle notazioni accettate, l'importo dei costi energetici, compresi i costi dell'energia elettrica e del carburante, è determinato dalla dipendenza: dove t è il tempo di funzionamento di la STS. Il consumo di energia elettrica per azionare i motori delle pompe e il consumo di carburante dipendono dalla modalità operativa dell'impianto di riscaldamento e quindi dalla pressione termica negli scambiatori di calore, dalla temperatura dei gas di scarico e dall'intervallo di variazioni della temperatura del liquido di raffreddamento. Pertanto, il lato destro dell'espressione (2) è una funzione delle variabili ottimizzate selezionate. Di conseguenza, l'ammontare dei costi energetici è una funzione di più variabili, il cui valore estremo è determinato a condizione che le derivate parziali della funzione costo energetico rispetto alle variabili ottimizzate siano pari a zero. Questo approccio è valido se tutte le variabili ottimizzate sono considerate indipendenti e il problema si riduce alla determinazione dell'estremo incondizionato. In realtà, queste variabili sono correlate tra loro. Ottenere espressioni analitiche che descrivano la relazione tra tutte le variabili di ottimizzazione sembra essere un compito piuttosto difficile. Allo stesso tempo, l'uso del metodo termoeconomico durante la ricerca consente di semplificare questo compito. Come mostrato nella Fig. 2, il modello termoeconomico dell'STS è presentato sotto forma di una serie di zone collegate in serie, che consente di esprimere l'exergia fornita a ciascuna delle zone sotto forma di dipendenze funzionali dal flusso exergetico in uscita dalla zona sotto considerazione e le variabili ottimizzate che influenzano questa zona. Tenendo conto di quanto sopra, la quantità di exergia fornita ai vari elementi dell'STS da una fonte esterna ej (vedere Fig. 2), e il consumo volumetrico di carburante vt, possono essere generalmente presentati come segue: Le equazioni incluse nel sistema (4 ) si riferiscono a diverse zone del modello termoeconomico, la connessione tra le quali è effettuata dal flusso exergetico principale. Il flusso exergetico che collega le singole zone è presentato sotto forma di una dipendenza funzionale dal flusso exergetico in uscita dalla zona e dalle variabili ottimizzate che influenzano la zona in esame: nelle espressioni (4) e (5), ej indica la quantità di exergia, e Ej è una funzione che descrive il suo cambiamento. La presenza di connessioni tra le variabili ottimizzate ci costringe a considerare l'ottimizzazione dei costi energetici come un problema di ottimizzazione di una funzione di più variabili in presenza di vincoli come le uguaglianze (equazioni di connessione), cioè come un problema di trovare un estremo condizionale . I problemi relativi alla ricerca dell'estremo condizionale possono essere risolti utilizzando il metodo di Lagrange dei moltiplicatori indeterminati. L'applicazione del metodo dei moltiplicatori di Lagrange indefiniti riduce il problema di trovare l'estremo condizionale della funzione di costo energetico originale (1) al problema di trovare l'estremo incondizionato di una nuova funzione - la Lagrangiana. Tenendo conto dei sistemi di equazioni (4) e (5) di cui sopra, l'espressione lagrangiana per il problema considerato di ottimizzazione dei parametri operativi dell'STS è scritta come segue: Confrontando l'espressione per i costi energetici (2) e per la lagrangiana (6), tenendo conto delle dipendenze (4) e (5 ) si può essere convinti della loro completa identità. Per trovare le condizioni estreme, è necessario prendere le derivate parziali della funzione di Lagrange (6) rispetto a tutte le variabili (sia ottimizzate che aggiuntive introdotte dalle equazioni di accoppiamento) e poste uguali a zero. Le derivate parziali rispetto ai flussi exergetici che collegano singole zone del modello termoeconomico ej consentono di calcolare i valori dei moltiplicatori di Lagrange lj. Pertanto, la derivata parziale rispetto a e2(1) ha la seguente forma: Il sistema di equazioni (8) stabilisce una connessione tra dissipazione di energia e costi energetici in ciascuna zona del modello termoeconomico per determinati valori degli indicatori economici Tsel, Tst , l2(1), l2(2), l3. I valori l2(1), l2(2), l3 nel caso generale esprimono il tasso di variazione dei costi energetici al variare della quantità di exergia o, in altre parole, il prezzo di un'unità di exergia in uscita da ciascuna zona di il modello termoeconomico. La risoluzione del sistema (8) tenendo conto delle equazioni (7) ci consente di determinare le condizioni necessarie per trovare il minimo della Lagrangiana (6). Per risolvere i sistemi di equazioni (7) e (8), le espressioni (4) e (5), scritte in forma generale, devono essere presentate sotto forma di relazioni analitiche dettagliate, che sono componenti di una descrizione matematica dei processi che si verificano in singoli elementi del STS. Letteratura Brodyansky V. M., Fratscher V., Michalek K. Metodo exergetico e sue applicazioni. Sotto. ed. V. M. Brodyansky - M.: Energoatomizdat, 1988. - 288 p.

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Ministero dell'Istruzione e della Scienza

Istituto statale di istruzione professionale superiore "Brotherly State University"

Facoltà di Energia e Automazione

Dipartimento di Ingegneria dell'Energia Termica Industriale

Abstract sulla disciplina

"Calore e ventilazione"

Moderni sistemi di riscaldamento

Prospettive di sviluppo

Eseguita:

Gruppo ST TGV-08

SUL. Snegireva

Supervisore:

Professore, Ph.D., Dipartimento di PTE

SA Semenov

Bratsk 2010

introduzione

1. Tipi di sistemi di riscaldamento centralizzato e principi del loro funzionamento

2. Confronto tra i moderni sistemi di fornitura di calore di una pompa termoidrodinamica di tipo TC1 e una pompa di calore classica

3. Sistemi autonomi di fornitura di calore

4. Moderni sistemi di riscaldamento e fornitura di acqua calda in Russia

4.2 Riscaldamento a gas

4.3 Riscaldamento dell'aria

4.4 Riscaldamento elettrico

4.5 Condutture

4.6 Attrezzatura della caldaia

5. Prospettive per lo sviluppo dell'approvvigionamento di calore in Russia

Conclusione

introduzione

Vivendo a latitudini temperate, dove la maggior parte dell'anno è fredda, è necessario garantire la fornitura di calore agli edifici: edifici residenziali, uffici e altri locali. La fornitura di calore garantisce una vita confortevole se si tratta di un appartamento o di una casa, un lavoro produttivo se si tratta di un ufficio o di un magazzino.

Per prima cosa, vediamo cosa si intende con il termine “Fornitura di calore”. La fornitura di calore è la fornitura di acqua calda o vapore agli impianti di riscaldamento di un edificio. Le fonti abituali di approvvigionamento di calore sono le centrali termiche e le caldaie. Esistono due tipi di fornitura di calore agli edifici: centralizzata e locale. Con l'alimentazione centralizzata vengono fornite le singole aree (industriali o residenziali). Per il funzionamento efficiente di una rete di riscaldamento centralizzato, è costruita dividendola in livelli, il lavoro di ciascun elemento è svolgere un compito. Con ogni livello, il compito dell'elemento diminuisce. La fornitura di calore locale è la fornitura di calore a una o più case. Le reti di riscaldamento centralizzato presentano numerosi vantaggi: riduzione del consumo di carburante e riduzione dei costi, utilizzo di combustibile di bassa qualità, miglioramento delle condizioni sanitarie delle aree residenziali. Il sistema centralizzato di fornitura di calore comprende una fonte di energia termica (CHP), una rete di riscaldamento e unità di consumo di calore. Gli impianti di cogenerazione si combinano per produrre calore ed energia. Le fonti di approvvigionamento di calore locale sono stufe, caldaie, scaldabagni.

I sistemi di fornitura di calore differiscono in diverse temperature e pressione dell'acqua. Ciò dipende dalle esigenze del cliente e da considerazioni economiche. All’aumentare della distanza sulla quale il calore deve essere “trasferito”, aumentano i costi economici. Attualmente, le distanze di trasferimento del calore sono misurate in decine di chilometri. I sistemi di fornitura di calore sono suddivisi in base al volume dei carichi di calore. I sistemi di riscaldamento sono classificati come stagionali e i sistemi di fornitura di acqua calda sono classificati come permanenti.

1. Tipi di sistemi di riscaldamento centralizzato e principi del loro funzionamento

Il teleriscaldamento è costituito da tre fasi interconnesse e sequenziali: preparazione, trasporto e utilizzo del fluido refrigerante. In conformità con queste fasi, ciascun sistema è costituito da tre collegamenti principali: una fonte di calore (ad esempio, una centrale termica ed elettrica combinata o un locale caldaie), reti di calore (condutture di calore) e consumatori di calore.

Nei sistemi di fornitura di calore decentralizzati, ogni consumatore ha la propria fonte di calore.

I liquidi refrigeranti negli impianti di riscaldamento centralizzato possono essere acqua, vapore e aria; i sistemi corrispondenti sono detti sistemi di riscaldamento ad acqua, a vapore o ad aria. Ognuno di loro ha i suoi vantaggi e svantaggi. fornitura di calore riscaldamento centralizzato

I vantaggi di un sistema di riscaldamento a vapore sono il costo e il consumo di metallo notevolmente inferiori rispetto ad altri sistemi: quando 1 kg di vapore condensa vengono rilasciate circa 535 kcal, ovvero 15-20 volte superiore alla quantità di calore rilasciata quando 1 kg di vapore l'acqua si raffredda nei dispositivi di riscaldamento e pertanto le tubazioni del vapore hanno un diametro significativamente più piccolo rispetto alle tubazioni di un sistema di riscaldamento dell'acqua. Nei sistemi di riscaldamento a vapore la superficie dei dispositivi di riscaldamento è inferiore. Negli ambienti in cui soggiornano periodicamente persone (edifici industriali e pubblici), un sistema di riscaldamento a vapore consentirà di produrre riscaldamento in modo intermittente e senza il rischio di congelamento del liquido di raffreddamento con conseguente rottura delle tubazioni.

Gli svantaggi del sistema di riscaldamento a vapore sono le sue scarse qualità igieniche: la polvere nell'aria brucia su dispositivi di riscaldamento riscaldati a 100°C o più; è impossibile regolare il trasferimento di calore di questi dispositivi e per gran parte del periodo di riscaldamento il sistema deve funzionare in modo intermittente; la presenza di quest'ultimo porta a fluttuazioni significative della temperatura dell'aria negli ambienti riscaldati. Pertanto, i sistemi di riscaldamento a vapore sono installati solo in quegli edifici in cui le persone soggiornano periodicamente: negli stabilimenti balneari, nelle lavanderie, nei padiglioni doccia, nelle stazioni ferroviarie e nei club.

I sistemi di riscaldamento dell'aria consumano poco metallo e possono contemporaneamente ventilare la stanza e riscaldarla. Tuttavia, il costo di un sistema di riscaldamento dell’aria per edifici residenziali è più elevato rispetto ad altri sistemi.

I sistemi di riscaldamento dell'acqua sono più costosi e richiedono un uso intensivo di metalli rispetto al riscaldamento a vapore, ma hanno elevate qualità sanitarie e igieniche, che ne garantiscono un utilizzo diffuso. Sono installati in tutti gli edifici residenziali alti più di due piani, negli edifici pubblici e nella maggior parte degli edifici industriali. La regolazione centralizzata del trasferimento di calore dei dispositivi in ​​questo sistema si ottiene modificando la temperatura dell'acqua che vi entra.

I sistemi di riscaldamento dell'acqua si distinguono per il metodo di spostamento dell'acqua e soluzioni di design.

In base al metodo di spostamento dell'acqua, si distinguono i sistemi con stimolazione naturale e meccanica (pompaggio). Sistemi di riscaldamento dell'acqua ad impulso naturale. Lo schema di un tale sistema è costituito da una caldaia (generatore di calore), una tubazione di alimentazione, dispositivi di riscaldamento, una tubazione di ritorno e un vaso di espansione. L'acqua riscaldata nella caldaia entra nei dispositivi di riscaldamento, trasferisce loro parte del suo calore a compensare le perdite di calore attraverso gli involucri esterni dell'edificio riscaldato, quindi ritorna alla caldaia e quindi si ripete la circolazione dell'acqua. Il suo movimento avviene sotto l'influenza di un impulso naturale che si verifica nel sistema quando si riscalda l'acqua nella caldaia.

La pressione di circolazione creata durante il funzionamento del sistema viene spesa per superare la resistenza al movimento dell'acqua attraverso i tubi (dall'attrito dell'acqua contro le pareti dei tubi) e per la resistenza locale (nelle curve, rubinetti, valvole, dispositivi di riscaldamento , caldaie, tee, croci, ecc.).

Maggiore è la velocità del movimento dell'acqua nei tubi, maggiore è l'entità di queste resistenze (se la velocità raddoppia, la resistenza quadruplica, cioè in una relazione quadratica). Nei sistemi con impulso naturale in edifici con un numero ridotto di piani, l'entità della pressione effettiva è ridotta e pertanto non possono essere consentite alte velocità di movimento dell'acqua nei tubi; pertanto, i diametri dei tubi devono essere grandi. Il sistema potrebbe non essere economicamente sostenibile. Pertanto, l'utilizzo di sistemi a circolazione naturale è consentito solo per gli edifici di piccole dimensioni. La portata di tali sistemi non dovrebbe superare i 30 me il valore di k dovrebbe essere almeno 3 m.

Man mano che l'acqua nel sistema si riscalda, il suo volume aumenta. Per accogliere questo ulteriore volume d'acqua negli impianti di riscaldamento è previsto un vaso di espansione 3; negli impianti con cablaggio aereo e ad impulso naturale, serve contemporaneamente a rimuovere da essi l'aria rilasciata dall'acqua quando viene riscaldata nelle caldaie.

Sistemi di riscaldamento dell'acqua azionati da pompe. L'impianto di riscaldamento è sempre pieno d'acqua e il compito delle pompe è quello di creare la pressione necessaria solo a vincere la resistenza al movimento dell'acqua. In tali sistemi, gli azionamenti naturali e di pompaggio operano contemporaneamente; pressione totale per impianti bitubo con distribuzione aerea, kgf/m2 (Pa)

Per ragioni economiche, di solito viene preso nella quantità di 5-10 kgf/m2 per 1 m (49-98 Pa/m).

I vantaggi dei sistemi con stimolazione del pompaggio sono i costi ridotti per le condotte (il loro diametro è inferiore rispetto ai sistemi con stimolazione naturale) e la capacità di fornire calore a più edifici da un locale caldaia.

I dispositivi del sistema descritto, situati su diversi piani dell'edificio, funzionano in condizioni diverse. La pressione p2, che garantisce la circolazione dell'acqua attraverso l'apparecchio al secondo piano, è circa il doppio della pressione p1 dell'apparecchio al piano terra. Allo stesso tempo, la resistenza totale dell'anello della tubazione che passa attraverso la caldaia e l'apparecchio del secondo piano è approssimativamente uguale alla resistenza dell'anello che passa attraverso la caldaia e l'apparecchio del primo piano. Pertanto, il primo anello funzionerà con una pressione eccessiva, nel dispositivo al secondo piano entrerà più acqua di quella necessaria secondo il calcolo e la quantità di acqua che passa attraverso il dispositivo al primo piano diminuirà di conseguenza.

Di conseguenza, nella stanza riscaldata da questo dispositivo al secondo piano si verificherà un surriscaldamento e nella stanza al primo piano un surriscaldamento. Per eliminare questo fenomeno vengono utilizzati metodi speciali per il calcolo dei sistemi di riscaldamento e vengono utilizzati anche rubinetti a doppia regolazione installati sulla fornitura calda ai dispositivi. Se chiudete questi rubinetti degli apparecchi al secondo piano, potrete estinguere completamente la sovrappressione e regolare così il flusso d'acqua per tutti gli apparecchi situati sullo stesso montante. Tuttavia, è possibile una distribuzione non uniforme dell'acqua nel sistema anche nei singoli montanti. Ciò è spiegato dal fatto che la lunghezza degli anelli e, di conseguenza, la loro resistenza totale in un tale sistema non è la stessa per tutte le colonne montanti: l'anello che passa attraverso la colonna montante (il più vicino al montante principale) ha la resistenza minore; L'anello più lungo che passa attraverso il montante ha la resistenza maggiore.

È possibile distribuire l'acqua sulle singole colonne montanti regolando opportunamente i rubinetti a presa (passanti) installati su ciascuna colonna montante. Per far circolare l'acqua sono installate due pompe: una funzionante, la seconda di riserva. Vicino alle pompe viene solitamente realizzata una linea di bypass chiusa con una valvola. In caso di interruzione di corrente e di arresto della pompa, la valvola si apre e l'impianto di riscaldamento funziona a circolazione naturale.

In un sistema a pompa, il vaso di espansione è collegato al sistema prima delle pompe e quindi l'aria accumulata non può essere rimossa attraverso di esso. Per rimuovere l'aria negli impianti precedentemente installati, le estremità delle colonne montanti di alimentazione sono state proseguite con tubi dell'aria su cui sono state installate valvole (per chiudere la colonna montante per riparazioni). La linea dell'aria nel punto di collegamento al collettore d'aria è realizzata sotto forma di un anello che impedisce la circolazione dell'acqua attraverso la linea dell'aria. Attualmente, al posto di questa soluzione, vengono utilizzate delle valvole di sfiato, avvitate nei tappi superiori dei radiatori installati all'ultimo piano dell'edificio.

I sistemi di riscaldamento con cablaggio inferiore sono più comodi da usare rispetto ai sistemi con cablaggio superiore. Così tanto calore non viene disperso attraverso la linea di alimentazione e le perdite d'acqua da essa possono essere rilevate ed eliminate in modo tempestivo. Negli impianti con cablaggio basso, quanto più in alto è posizionato il dispositivo di riscaldamento, tanto maggiore è la pressione disponibile nell'anello. Più lungo è l'anello, maggiore è la sua resistenza totale; pertanto, in un impianto con cablaggio inferiore, le sovrappressioni dei dispositivi ai piani superiori sono molto minori che in impianti con cablaggio superiore e, quindi, la loro regolazione è più semplice. Nei sistemi con cablaggio dal basso, l'entità dell'impulso naturale è ridotta a causa del fatto che, a causa del raffreddamento nelle colonne montanti di alimentazione, si verifica un movimento frenante dall'alto verso il basso, pertanto la pressione totale agente in tali sistemi è

Attualmente si sono diffusi sistemi monotubo in cui i radiatori sono collegati da entrambe le connessioni a un montante; Tali sistemi sono più facili da installare e forniscono un riscaldamento più uniforme di tutti i dispositivi di riscaldamento. Il più comune è un sistema monotubo con cablaggio inferiore e montanti verticali.

Il montante di tale sistema è costituito da una parte di sollevamento e abbassamento. Le valvole a tre vie possono far passare una determinata quantità o parte dell'acqua negli apparecchi; in quest'ultimo caso la restante quantità passa, bypassando l'apparecchio, attraverso le sezioni di chiusura. Il collegamento tra la parte ascendente e quella discendente del montante viene effettuato tramite un tubo di collegamento posato sotto le finestre del piano superiore. Le valvole dell'aria sono installate nei tappi superiori dei dispositivi situati all'ultimo piano, attraverso le quali il meccanico rimuove l'aria dal sistema durante l'avvio del sistema o quando viene abbondantemente riempito con acqua. Negli impianti monotubo l'acqua scorre attraverso tutti gli apparecchi in sequenza e pertanto è necessario regolarli attentamente. Se necessario, la regolazione del trasferimento di calore dei singoli dispositivi viene effettuata utilizzando valvole a tre vie e il flusso dell'acqua attraverso i singoli montanti viene effettuato utilizzando valvole passanti (tappo) o installando in esse rondelle di strozzamento. Se nel montante scorre una quantità eccessiva di acqua, i primi dispositivi di riscaldamento nel montante lungo il flusso dell'acqua emetteranno più calore di quanto necessario secondo il calcolo.

Breve descrizione

Vivendo a latitudini temperate, dove la maggior parte dell'anno è fredda, è necessario garantire la fornitura di calore agli edifici: edifici residenziali, uffici e altri locali. La fornitura di calore garantisce una vita confortevole se si tratta di un appartamento o di una casa, un lavoro produttivo se si tratta di un ufficio o di un magazzino.
Per prima cosa, vediamo cosa si intende con il termine “Fornitura di calore”. La fornitura di calore è la fornitura di acqua calda o vapore agli impianti di riscaldamento di un edificio. Le fonti abituali di approvvigionamento di calore sono le centrali termiche e le caldaie. Esistono due tipi di fornitura di calore agli edifici: centralizzata e locale.

Contenuto

introduzione
1. Tipi di sistemi di riscaldamento centralizzato e principi del loro funzionamento
2. Confronto tra i moderni sistemi di fornitura di calore di una pompa termoidrodinamica di tipo TC1 e una pompa di calore classica
3. Sistemi autonomi di fornitura di calore
4. Moderni sistemi di riscaldamento e fornitura di acqua calda in Russia
4.1 Sistemi di riscaldamento dell'acqua
4.2 Riscaldamento a gas
4.3 Riscaldamento dell'aria
4.4 Riscaldamento elettrico
4.5 Condutture
4.6 Attrezzatura della caldaia
5. Prospettive per lo sviluppo dell'approvvigionamento di calore in Russia
Conclusione
Elenco della letteratura usata

Sistema di riscaldamento

Domande

1. Il concetto di sistema di fornitura di calore e la sua classificazione.

2. Impianti di riscaldamento centralizzato e loro elementi.

3. Schemi della rete di calore.

4. Posa delle reti di riscaldamento.

1. Attrezzature ingegneristiche complesse degli insediamenti rurali./A.B. Keatov, P.B. Maizels, I.Yu. Rubchak. – M.: Stroyizdat, 1982. – 264 p.

2. Kocheva M.A. Attrezzature ingegneristiche e miglioramento dei centri abitati: libro di testo. – N. Novgorod: Nižnij Novgorod. stato architetto-costruisce Univ.-T., 2003.–121 pag.

3. Reti e attrezzature di ingegneria dei territori, degli edifici e dei cantieri / I.A. Nikolaevskaya, L.P. Gorlopanova, N.Yu. Morozova; Sotto. a cura di I.A. Nikolaevskaya. – M: Ed. Centro "Accademia", 2004. – 224 p.

Il concetto di sistema di fornitura di calore e la sua classificazione

Sistema di riscaldamento- un insieme di dispositivi tecnici, unità e sottosistemi che forniscono: 1) preparazione del liquido di raffreddamento, 2) il suo trasporto, 3) distribuzione in base alla domanda di calore ai singoli consumatori.

I moderni sistemi di fornitura di calore devono soddisfare i seguenti requisiti di base:

1. Resistenza e tenuta affidabili delle condutture e dell'installazione
raccordi su di essi alle pressioni e alle temperature del liquido di raffreddamento previste nelle condizioni operative.

2. Elevata resistenza termica ed elettrica e resistenza in condizioni operative, nonché bassa permeabilità all'aria e assorbimento d'acqua della struttura isolante.

3. Possibilità di produrre in stabilimento tutti i principali"
elementi della conduttura di calore, ampliati ai limiti determinati dal tipo e
ossa dei veicoli per la movimentazione dei materiali. Assemblare tubi di calore in autostrada!
elementi già pronti.

4. Possibilità di meccanizzazione di tutti i processi di costruzione e installazione ad alta intensità di manodopera.

5. Manutenibilità, ovvero la capacità di individuare rapidamente le cause
verificarsi di guasti o danni ed eliminazione dei problemi e delle loro conseguenze effettuando le riparazioni in un dato tempo.

A seconda della potenza dei sistemi e del numero di consumatori che ricevono energia termica da essi, i sistemi di fornitura di calore sono suddivisi in centralizzati e decentralizzati.

L'energia termica sotto forma di acqua calda o vapore viene trasportata dalla fonte di calore (centrale combinata di calore ed elettricità (CHP) o grande locale caldaia) ai consumatori attraverso condutture speciali - reti di riscaldamento.

I sistemi di fornitura di calore sono costituiti da tre elementi principali: Generatore, in cui viene generata l'energia termica; tubi di calore, attraverso il quale il calore viene fornito ai dispositivi di riscaldamento; dispositivi di riscaldamento, serve per trasferire il calore dal liquido di raffreddamento all'aria di una stanza riscaldata o all'aria nei sistemi di ventilazione, o all'acqua del rubinetto nei sistemi di fornitura di acqua calda.

Nei piccoli insediamenti vengono utilizzati principalmente due sistemi di fornitura di calore: locale e centralizzato. I sistemi centrali non sono tipici per gli edifici non più alti di tre piani.

Sistemi locali- in cui tutti e tre gli elementi principali si trovano in una stanza o in stanze adiacenti. La portata di tali sistemi è limitata a diverse piccole stanze.

Sistemi centralizzati caratterizzato dal fatto che il generatore di calore viene rimosso dagli edifici riscaldati o dai consumatori di acqua calda in un edificio speciale. Tale fonte di calore può essere un locale caldaia per un gruppo di edifici, un locale caldaia di un villaggio o un impianto di cogenerazione di calore ed elettricità (CHP).

I sistemi di riscaldamento locale includono: stufa a combustibile solido, stufa e riscaldatore a gas, sistemi idrici a pavimento o di appartamento ed elettrici.

Riscaldamento con stufa a combustibile solido. Le stufe termiche sono installate in aree popolate con bassa densità di calore. Per motivi sanitari, igienici e di sicurezza antincendio, possono essere installati solo in edifici a uno e due piani.

I design delle stufe per interni sono molto diversi. Possono avere diverse forme in pianta, con diverse finiture della superficie esterna e con diversi schemi di circolazione dei fumi posti all'interno del forno attraverso il quale si muovono i gas. A seconda della direzione del movimento del gas all'interno dei forni, si distinguono forni a condotto multigiro e forni senza condotto. In primo luogo, il movimento dei gas all'interno del forno avviene attraverso canali collegati in serie o in parallelo; in secondo luogo, il movimento dei gas avviene liberamente all'interno della cavità del forno.

piccoli edifici o in piccoli fabbricati ausiliari in siti industriali lontani dai principali edifici produttivi. Esempi di tali sistemi sono forni, riscaldamento a gas o elettrico. In questi casi, la ricezione del calore e il suo trasferimento all'aria interna sono combinati in un unico dispositivo e collocati in ambienti riscaldati.

Sistema centrale la fornitura di calore è un sistema per fornire calore a un edificio di qualsiasi volume, da una fonte di calore. Di norma, tali sistemi sono indicati come sistemi di riscaldamento per edifici che ricevono calore da una caldaia installata nel seminterrato dell'edificio o da locali caldaie separate. Questa caldaia può fornire calore per i sistemi di ventilazione e di acqua calda di questo edificio.

Centralizzato I sistemi di fornitura di calore vengono chiamati quando il calore viene fornito a molti edifici da un'unica fonte di calore (CHP o locali caldaie distrettuali). In base alla tipologia della fonte di calore, gli impianti di riscaldamento centralizzato si dividono in teleriscaldamento e teleriscaldamento. Con il teleriscaldamento, la fonte di calore è un locale caldaia distrettuale e con il teleriscaldamento - una centrale combinata di calore ed elettricità (CHP).

Il liquido di raffreddamento viene preparato nel locale caldaia distrettuale (o stazione di riscaldamento centrale). Il liquido di raffreddamento preparato viene fornito attraverso tubazioni ai sistemi di riscaldamento e ventilazione di edifici industriali, pubblici e residenziali. Negli apparecchi di riscaldamento situati all'interno degli edifici, il liquido di raffreddamento rilascia parte del calore in esso accumulato e viene trasportato attraverso apposite tubazioni alla fonte di calore. Il teleriscaldamento si differenzia dal teleriscaldamento non solo per la tipologia della fonte di calore, ma anche per la natura stessa della produzione di energia termica.

Il teleriscaldamento può essere caratterizzato come fornitura di calore centralizzata basata sulla produzione combinata di calore ed elettricità. A parte la fonte di calore, tutti gli altri elementi del teleriscaldamento e dei sistemi di teleriscaldamento sono gli stessi.

In base al tipo di refrigerante, i sistemi di fornitura di calore sono divisi in due gruppi: sistemi di fornitura di calore ad acqua e vapore.

Liquido refrigeranteè un mezzo che trasferisce il calore da una fonte di calore ai dispositivi che consumano calore nei sistemi di riscaldamento, ventilazione e fornitura di acqua calda. Nei sistemi di fornitura di calore utilizzati nel nostro Paese per città e aree residenziali, l'acqua viene utilizzata come refrigerante. Nei siti industriali e nelle aree industriali, l'acqua e il vapore vengono utilizzati per i sistemi di fornitura di calore. Il vapore viene utilizzato principalmente per esigenze di energia e di processo.

Recentemente, le imprese industriali hanno iniziato a utilizzare un unico refrigerante: acqua riscaldata a diverse temperature, utilizzata anche nei processi tecnologici. L'uso di un unico refrigerante semplifica lo schema di fornitura di calore, porta ad una riduzione dei costi di capitale e contribuisce a un funzionamento economico e di alta qualità.

I refrigeranti utilizzati nei sistemi di teleriscaldamento sono soggetti a requisiti sanitari, igienici, tecnici, economici e operativi. Il requisito sanitario e igienico più importante è che qualsiasi refrigerante non debba peggiorare le condizioni microclimatiche negli spazi chiusi per le persone che vi si trovano e negli edifici industriali per le attrezzature. Il liquido di raffreddamento non deve avere una temperatura elevata, poiché ciò può portare a temperature elevate sulle superfici dei dispositivi di riscaldamento e causare la decomposizione della polvere di origine organica e avere un effetto spiacevole sul corpo umano. La temperatura massima sulla superficie dei dispositivi di riscaldamento non deve essere superiore a 95-105 °C negli edifici residenziali e pubblici; negli edifici industriali è consentita una temperatura fino a 150 °C.

I requisiti tecnici ed economici per il liquido di raffreddamento si riducono a garantire che quando si utilizza un particolare liquido di raffreddamento, il costo delle reti di riscaldamento attraverso le quali viene trasportato il liquido di raffreddamento sia minimo, così come la massa dei dispositivi di riscaldamento sia piccola e il consumo di carburante più basso per il riscaldamento dei locali è assicurato.

I requisiti operativi sono che il liquido di raffreddamento abbia qualità che consentano la regolazione centralizzata (da un unico luogo, ad esempio un locale caldaia) della potenza termica dei sistemi di consumo di calore. La necessità di modificare il consumo di calore nei sistemi di riscaldamento e ventilazione è causata dalla variabile temperatura dell'aria esterna. L'indicatore operativo del liquido di raffreddamento è anche considerato la durata dei sistemi di riscaldamento e ventilazione quando si utilizza un particolare liquido di raffreddamento.

Se confrontiamo acqua e vapore in base agli indicatori principali elencati, possiamo notare i seguenti vantaggi.

Vantaggi dell'acqua: temperatura relativamente bassa dell'acqua e delle superfici dei dispositivi di riscaldamento; la capacità di trasportare l'acqua su lunghe distanze senza ridurne significativamente il potenziale termico; la possibilità di regolazione centralizzata della potenza termica dei sistemi di consumo di calore; facilità di collegamento dei sistemi di riscaldamento dell'acqua, ventilazione e fornitura di acqua calda alle reti di riscaldamento; conservazione della condensa del vapore di riscaldamento nelle centrali termoelettriche o nelle caldaie distrettuali; lunga durata dei sistemi di riscaldamento e ventilazione.

Vantaggi del vapore: la possibilità di utilizzare il vapore non solo per i consumatori di calore, ma anche per esigenze energetiche e tecnologiche; riscaldamento rapido e raffreddamento rapido dei sistemi di riscaldamento a vapore, utile per ambienti con riscaldamento periodico; il vapore a bassa pressione (utilizzato solitamente negli impianti di riscaldamento degli edifici) ha una massa volumetrica bassa (circa 1650 volte inferiore alla massa volumetrica dell'acqua); questa circostanza nei sistemi di riscaldamento a vapore consente di ignorare la pressione idrostatica e utilizzare il vapore come refrigerante negli edifici a più piani; i sistemi di fornitura di calore a vapore, per gli stessi motivi, possono essere utilizzati nel terreno più sfavorevole dell'area di fornitura di calore; minor costo iniziale dei sistemi a vapore grazie alla minore superficie dei dispositivi di riscaldamento e ai minori diametri delle tubazioni; facilità di regolazione iniziale grazie all'autodistribuzione del vapore; nessun consumo di energia per il trasporto a vapore.

Gli svantaggi del vapore, oltre ai vantaggi elencati dell'acqua, includono inoltre: maggiore perdita di calore attraverso le linee del vapore a causa della temperatura più elevata del vapore; La durata degli impianti di riscaldamento a vapore è significativamente inferiore a quella degli impianti di riscaldamento ad acqua a causa della corrosione più intensa della superficie interna delle tubazioni della condensa.

Nonostante alcuni vantaggi del vapore come refrigerante, viene utilizzato negli impianti di riscaldamento molto meno frequentemente dell'acqua e solo in quegli ambienti in cui le persone non vengono occupate per lungo tempo. Secondo i codici e i regolamenti edilizi, il riscaldamento a vapore può essere utilizzato nei locali commerciali, negli stabilimenti balneari, nelle lavanderie, nei cinema e negli edifici industriali. I sistemi a vapore non sono utilizzati negli edifici residenziali.

Nei sistemi di riscaldamento e ventilazione dell'aria di edifici dove non vi è contatto diretto del vapore con l'aria interna, è consentito il suo utilizzo come refrigerante primario (riscaldamento dell'aria). Il vapore può essere utilizzato anche per riscaldare l'acqua del rubinetto negli impianti di acqua calda.

Come migliorare le prestazioni di un impianto di riscaldamento e rendere più confortevole la sua manutenzione per il proprietario di un'abitazione privata. Per risolvere questo problema è necessario conoscere le nuove tendenze e sviluppi nel campo della fornitura di calore. Tutti i moderni sistemi di riscaldamento per una casa privata non dovrebbero solo essere convenienti, ma avere anche caratteristiche prestazionali ottimali.

Requisiti per il riscaldamento domestico moderno

Lo scopo di qualsiasi fornitura di riscaldamento è mantenere un livello di temperatura confortevole nella stanza. Tuttavia, oltre a ciò, il riscaldamento moderno di una casa privata deve soddisfare una serie di requisiti aggiuntivi.

Innanzitutto si tratta di massima sicurezza per chi vive la casa. Quelli. nessun elemento riscaldante o il suo funzionamento devono causare danni all'uomo. Ciò vale soprattutto per i materiali polimerici di fabbricazione relativamente nuovi. Inoltre, quando si sceglie un sistema, è necessario considerare i seguenti fattori:

• Opportunità economica. È importante che la quantità di energia termica ricevuta tenda ad essere simile a quella consumata. Il riscaldamento moderno di una casa privata dovrebbe avere un'efficienza vicina al 100%;
• Risorse di manutenzione minime. Gli schemi di riscaldamento tradizionali presentano numerosi svantaggi significativi: una grande quantità di fuliggine (caldaie e stufe a combustibile solido), la necessità di pulizia annuale dei tubi, il monitoraggio costante del volume di carburante e della modalità operativa. I moderni tipi di riscaldamento di una casa privata eliminano quasi completamente l'influenza di questi fattori sul lavoro;
• Massima autonomia.

Cosa è necessario fare per soddisfare il più possibile queste condizioni? Per fare ciò, si consiglia di studiare le offerte sul mercato dei dispositivi e dei circuiti di riscaldamento, scegliendo l'assemblaggio ottimale per una particolare casa.

Nella maggior parte dei casi, dal punto di vista economico è più sensato aggiornare un sistema esistente piuttosto che costruirne uno completamente nuovo.

Modi per migliorare le prestazioni di riscaldamento

Le moderne caldaie o i tubi realizzati con nuovi materiali non sono sempre gli unici fattori che migliorano i parametri del sistema. Innanzitutto, gli esperti raccomandano di condurre un'analisi completa dei fattori esterni ed interni che influenzano le caratteristiche della fornitura di calore.

Il più importante di questi è la riduzione delle perdite di calore nell’edificio. Influiscono direttamente sulla potenza ottimale che dovrebbe avere il riscaldamento moderno senza elettricità o di tipo tradizionale. Tuttavia, è necessario tenere conto degli standard di ventilazione: il ricambio d'aria in ogni stanza deve essere conforme agli standard. I moderni metodi di riscaldamento di una casa privata non dovrebbero compromettere il comfort abitativo.

I metodi per ottimizzare il funzionamento di un sistema di riscaldamento possono essere suddivisi in diversi tipi: installazione di caldaie ad alto rendimento, installazione di tubi con trasferimento di calore ridotto e utilizzo di batterie con un buon coefficiente di trasferimento di calore.

Ammodernamento dell'impianto di riscaldamento

Per migliorare i parametri attuali del sistema, è possibile modificare alcuni dei suoi componenti. Tale miglioramento verrà effettuato solo dopo aver calcolato le caratteristiche attuali e individuato i punti "deboli" nel circuito di riscaldamento.

Il modo più semplice è installare un serbatoio di riscaldamento indiretto (accumulatore di calore). Il moderno riscaldamento elettrico combinato con un contatore multitariffa consentirà di ridurre i costi energetici. È importante calcolare correttamente il volume del serbatoio.

Puoi anche apportare modifiche più globali allo schema:

• Installazione delle tubazioni del collettore. Rilevante per case di ampia superficie;
• Sostituzione di tubi in acciaio con tubi in polimero di diametro inferiore. Ciò consentirà di ridurre il volume totale del liquido di raffreddamento, il che comporterà un risparmio sul riscaldamento;
• Installazione di dispositivi di controllo– programmatori, termostati, ecc. Questi moderni dispositivi di riscaldamento sono progettati per monitorare i parametri attuali del sistema e modificarne la modalità operativa in base alle impostazioni.

Anche l'installazione di una nuova caldaia per il riscaldamento migliorerà notevolmente le prestazioni. I moderni modelli a gas consumano un ordine di grandezza in meno di energia e dispongono di dispositivi di controllo e gruppi di sicurezza integrati. Spesso, i metodi moderni di riscaldamento di una casa di campagna comportano l'installazione di caldaie a pirolisi a combustione lunga che funzionano con pellet o bricchette.

È necessario verificare preventivamente se i nuovi elementi riscaldanti possono essere installati con quelli vecchi. Ad esempio, negli impianti di riscaldamento aperti è impossibile utilizzare tubi in polipropilene di piccolo diametro. Non saranno in grado di garantire la circolazione naturale senza installare una pompa.

Fornitura di riscaldamento alternativa a casa

Il moderno riscaldamento di una casa privata dovrebbe includere nuovi metodi per generare energia termica. A differenza di quelli standard hanno un basso consumo energetico, ma sono caratterizzati da una piccola quantità di calore generato.

Come fonte di energia termica è possibile utilizzare la radiazione solare o il riscaldamento del terreno da parte del liquido di raffreddamento. Tutto dipende dalle condizioni climatiche, dalla superficie e dalle capacità finanziarie:

• . Funziona secondo il principio delle differenze di temperatura tra diversi strati di terreno. Per organizzare il sistema saranno necessarie grandi spese e attrezzature speciali: una pompa di calore;
• collettore solare. Questo è uno dei tipi di riscaldamento moderno senza elettricità. Dipende direttamente dall'intensità della radiazione solare in una particolare regione. In estate può essere utilizzato come fornitura di acqua calda.

Spesso questi sistemi vengono installati come sistemi ausiliari per ridurre i costi di riscaldamento. Ognuno di essi richiede un calcolo dettagliato per determinare la fattibilità dell'acquisizione e dell'installazione. Pertanto, un complesso impianto geotermico per una casa con una superficie di 150 m² costerà circa 700 mila rubli.

Caldaie

L'unità centrale di qualsiasi sistema di riscaldamento classico è la caldaia. I parametri di fornitura di calore dipendono in gran parte dalla sua funzionalità. Pertanto, le moderne caldaie elettriche per il riscaldamento domestico possono occupare poco spazio e generare comunque la quantità ottimale di energia termica.

Esistono requisiti piuttosto severi per apparecchiature di riscaldamento di questo tipo. Deve essere il più sicuro possibile durante il funzionamento, le caratteristiche tecniche devono essere conformi agli standard esistenti e i controlli devono avere un'interfaccia chiara e intuitiva.

Caldaie per riscaldamento elettrico

L'installazione di dispositivi di riscaldamento elettrico è rilevante se l'area della stanza è relativamente piccola o non è presente la fornitura principale di gas. In pratica, per organizzare il moderno riscaldamento elettrico, è possibile utilizzare non solo caldaie dal design classico con elemento riscaldante, ma anche nuovi modelli che hanno un principio di funzionamento diverso.

Il principio di funzionamento di una caldaia a elettrodi è creare il movimento degli elettrodi in una coppia catodo-anodo. Ciò porta al riscaldamento dell'acqua e all'aumento della pressione. Di conseguenza, si verifica la circolazione del liquido di raffreddamento. Le moderne caldaie per riscaldamento a elettrodo, oltre alla zona di riscaldamento, dispongono di un'unità di controllo e offrono anche la possibilità di connettersi a un programmatore.

Per ottenere più calore potete installare una caldaia ad induzione. Funziona secondo il principio dell'induzione elettromagnetica che si verifica tra il nucleo e l'avvolgimento. Per garantire la sicurezza, la bobina e il nucleo sono completamente isolati dal contatto con l'acqua.

Questi moderni tipi di riscaldamento elettrico per una casa privata hanno diverse caratteristiche. Il principale è la bassa inerzia: l'acqua si riscalda molto rapidamente. Tuttavia, oltre a ciò, è necessario tenere conto delle seguenti caratteristiche operative:

• Spese di riscaldamento attuali. Il riscaldamento del liquido di raffreddamento mediante apparecchi elettrici è considerato il più costoso;
• Acquisto e installazione di elementi aggiuntivi - vaso di espansione, pompa di circolazione, gruppo di sicurezza;
• Le caldaie a elettrodi hanno requisiti speciali per il liquido di raffreddamento. Deve contenere una quantità relativamente grande di sali per supportare la reazione di elettrolisi.

Ma nonostante questi fattori, il riscaldamento elettrico ha trovato largo impiego negli edifici sprovvisti di rete del gas. Un altro vantaggio è la possibilità di organizzare circuiti di riscaldamento dell'aria separati in ogni stanza.

Quando si installano caldaie elettriche, è richiesta l'installazione di un RCD. Si consiglia inoltre di installare una linea di cablaggio elettrico separata.

Caldaie per riscaldamento a gas a condensazione

Uno dei metodi moderni per riscaldare una casa privata è l'installazione di caldaie a condensazione a gas. Esternamente non sono praticamente diversi da quelli tradizionali. La differenza sta nello scambiatore di calore interno aggiuntivo.

L'essenza dell'aggiunta innovativa è l'uso dell'energia termica dai prodotti della combustione. La rete di camini interni relativamente complessa riduce la temperatura del monossido di carbonio fino al punto di rugiada su uno scambiatore di calore aggiuntivo. È collegato al tubo di ritorno del riscaldamento. Di conseguenza, l'acqua al suo interno si riscalda a causa dell'azione della condensa calda.

Secondo il produttore, questo moderno dispositivo di riscaldamento può avere un'efficienza superiore al 100%. In pratica arriva al 99%, che è un record per il riscaldamento dei gatti. Ma per scegliere il modello giusto, è necessario tenere conto dei seguenti fattori:

• La condensa risultante non deve essere scaricata nella rete fognaria. Dovrebbe essere conservato in un contenitore ermetico;
• Per ogni modello di caldaia di questo tipo è consigliata una temperatura di esercizio alla quale si forma della condensa sulla superficie dello scambiatore secondario;
• Costo elevato delle attrezzature.

Poiché questo moderno metodo di riscaldamento di una casa privata richiede un funzionamento a bassa temperatura, si consiglia di aumentare l'area dei radiatori e dei radiatori. Ciò comporta costi aggiuntivi per l'acquisto dei componenti del sistema.

Nelle caldaie a gas a bassa temperatura è possibile utilizzare camini in plastica, poiché il grado di riscaldamento del monossido di carbonio sarà basso, fino a +60°C.

Caldaie a combustibile solido a combustione lunga

Un'alternativa al moderno riscaldamento a stufa per una casa privata sono le caldaie a combustione lunga. A differenza dei modelli tradizionali, il riscaldamento del liquido di raffreddamento non avviene a causa della combustione del carburante, ma a seguito dell'accensione dei gas di legno o di carbone.

A tale scopo limitano il flusso d'aria nella camera di combustione, il che comporta la combustione senza fiamma del combustibile solido. I gas rilasciati entrano nella zona di postcombustione attraverso canali, dove l'ossigeno viene pompato mediante un ventilatore o una turbina. Di conseguenza, la miscela di gas si accende, rilasciando una grande quantità di energia termica.

I vantaggi di questo moderno metodo di riscaldamento di una casa privata sono:

• Consumo di carburante economico;
• Lungo tempo di lavoro su un carico di legna o carbone;
• Possibilità di regolare il grado di riscaldamento del liquido di raffreddamento utilizzando l'intensità della ventola.

Uno degli svantaggi di questo moderno riscaldamento senza elettricità è la bassa temperatura del monossido di carbonio. Ciò porta alla formazione di condensa sulla canna fumaria. Pertanto, tutte le caldaie a combustione lunga devono essere dotate di un sistema di camino isolato termicamente.

Il costo di tutte le caldaie per il riscaldamento sopra discusse varia a seconda del produttore e della potenza specifica.

Una caratteristica del funzionamento delle caldaie a combustione a lungo termine è una grande quantità di fuliggine nella camera di combustione e sullo scambiatore di calore. Pertanto necessitano di essere puliti più spesso rispetto ai modelli classici.

Riscaldamento di una casa senza elettricità

Ma cosa fare se l'installazione di moderne caldaie elettriche per il riscaldamento di una casa non è pratica e in casa non è presente la rete del gas? Un'alternativa è aggiornare il sistema di riscaldamento della vostra stufa o caminetto. Per fare ciò, è necessario installare un sistema di condotti dell'aria collegati allo scambiatore di calore del forno.

Il moderno riscaldamento con stufa o caminetto di una casa privata con condotti d'aria aggiuntivi utilizza tutta l'energia della combustione del carburante. Per una corretta organizzazione, è necessario pensare attraverso il sistema di condutture. Molto spesso si trovano in alto, nascosti da un soffitto decorativo. Per regolare la potenza del flusso d'aria calda, in ogni stanza devono essere installati dei deflettori.

Inoltre, dovresti conoscere le caratteristiche di configurazione uniche di questo moderno metodo di riscaldamento di un cottage di campagna:

• Per la ventilazione normale è necessario installare un condotto di aspirazione dell'aria dalla strada. Per impedire l'ingresso di polvere nel sistema, sono installati dei filtri;
• La circolazione del flusso può essere migliorata utilizzando ventilatori o turbine. Fanno anche parte del moderno riscaldamento elettrico domestico, se si installano inoltre elementi riscaldanti elettrici;
• Tenuta obbligatoria dello scambiatore di calore. In nessun caso il monossido di carbonio deve entrare nei condotti dell'aria.

Se analizziamo il costo della sistemazione, i tipi di stufa o camino per il riscaldamento di una casa privata saranno molto più costosi rispetto ai metodi tradizionali di riscaldamento dell'aria. Tuttavia, lo schema più semplice può includere solo canali d'aria senza sistema di filtraggio e circolazione forzata di flussi di aria calda.

Se l'impianto di riscaldamento non dispone di un canale per il flusso d'aria dalla strada, è necessario prevedere la ventilazione della casa. Può essere forzato o naturale.

Radiatori e tubi di riscaldamento

Oltre alle moderne caldaie per il riscaldamento, non meno importanti sono i tubi e i radiatori. Sono necessari per il trasferimento efficiente dell'energia termica all'aria nella stanza. Durante la progettazione del sistema è necessario risolvere due problemi: ridurre le perdite di calore durante il trasporto del liquido di raffreddamento attraverso i tubi e migliorare il trasferimento di calore delle batterie.

Qualsiasi moderno radiatore per riscaldamento non deve solo avere buone prestazioni di trasferimento del calore, ma anche un design conveniente per la riparazione e la manutenzione. Lo stesso vale per le condutture. La loro installazione non dovrebbe essere difficile. Idealmente, l'installazione può essere eseguita dallo stesso proprietario della casa senza l'uso di attrezzature costose.

Termosifoni moderni

Per aumentare il trasferimento di calore, l’alluminio viene sempre più utilizzato come materiale principale per le batterie. Ha una buona conduttività termica e la tecnologia di fusione o saldatura può essere utilizzata per ottenere la forma desiderata.

Ma devi tenere presente che l'alluminio è molto sensibile all'acqua. I moderni radiatori per riscaldamento in ghisa non presentano questo inconveniente, sebbene abbiano un'intensità energetica inferiore. Per risolvere questo problema, è stato sviluppato un nuovo design della batteria in cui i canali dell'acqua sono realizzati con tubi di acciaio o rame.

Questi moderni tubi di riscaldamento non sono praticamente soggetti a corrosione, avendo dimensioni e spessore delle pareti minimi. Quest'ultimo è necessario per un efficiente trasferimento termico dell'energia dall'acqua calda all'alluminio. I moderni radiatori per riscaldamento presentano numerosi vantaggi, che sono i seguenti:

• Lunga durata: fino a 40 anni. Dipende però dalle condizioni operative e dalla tempestiva pulizia dell'impianto;
• Possibilità di scegliere il metodo di connessione: superiore, inferiore o laterale;
• Il pacchetto può includere un rubinetto Mayevsky e un termostato.

Nella maggior parte dei casi, i modelli di moderni radiatori per riscaldamento in ghisa sono progettati per essere di design. Hanno forme classiche, alcune sono realizzate in versione da terra con elementi di forgiatura artistica.

L'efficienza di un radiatore per riscaldamento dipende dalla corretta installazione e dal metodo di collegamento. Questo deve essere preso in considerazione durante l'installazione del sistema.

Tubi di riscaldamento moderni

La scelta dei moderni tubi di riscaldamento dipende in gran parte dal materiale di cui sono realizzati. Attualmente vengono spesso utilizzate linee polimeriche in polipropilene o polietilene reticolato. Hanno uno strato di rinforzo aggiuntivo in foglio di alluminio o fibra di vetro.

Presentano però uno svantaggio significativo: una soglia di temperatura relativamente bassa fino a +90°C. Ciò comporta una grande espansione della temperatura e, di conseguenza, danni alla tubazione. Un'alternativa ai tubi polimerici possono essere prodotti realizzati con altri materiali:

• Rame. Dal punto di vista funzionale i tubi in rame soddisfano tutti i requisiti di un impianto di riscaldamento. Sono facili da installare e praticamente non cambiano forma anche a temperature del liquido di raffreddamento estremamente elevate. Anche quando l'acqua gela, le pareti delle linee di rame si espanderanno senza danni. Svantaggio: costo elevato;
• Acciaio inossidabile. Non arrugginisce, la sua superficie interna ha un coefficiente di rugosità minimo. Gli svantaggi includono costi e installazione ad alta intensità di manodopera.

Come scegliere l'attrezzatura ottimale per il riscaldamento moderno? Per fare ciò, è necessario utilizzare un approccio integrato: effettuare il calcolo corretto del sistema e, in base ai dati ottenuti, selezionare una caldaia, tubi e radiatori con le caratteristiche prestazionali adeguate.

Il video mostra un esempio di riscaldamento domestico moderno utilizzando un sistema di riscaldamento a pavimento: